Question

10．物理兴趣小组的同学进行了“观察水沸腾”的实验，甲、乙两组同学分别将初温相同的冷水加热至沸腾，并从80℃开始每隔1min记录一次水温，根据实验测得的数据描绘了温度─时间图象，分别如图（2）中a、b图线所示．

（1）安装该实验装置时，应该先固定图（1）中A、B两铁圈中的B铁圈．
（2）小明读温度的方法如图（1）所示，他在实验中的错误是：视线未与温度计中液柱的上表面相平．
（3）在图（2）中图线a、b的起点的纵坐标应该为80℃，从图象可以看出水的沸点，由此可以推断当时的大气压强小于1个标准大气压强（选填：“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）从图中a、b两条图线可知甲、乙两组同学实验时加热时间不同，则导致加热时间不同的原因是水的质量不同；（写出一种即可）
（5）实验后，小明对小组同学提出这样的疑问：如果不对水加热，水会沸腾吗？小组同学请教了物理老师，老师请同学们观看了一段中央电视台科技频道《科技之光》栏目中科学家所做的实验：如图（3）所示，在烧杯中装入适量的水，将烧杯放在连有抽气机的密封玻璃罩中．用抽气机从玻璃罩中抽气，玻璃罩内气体的压强减小（选填：“增大”、“减小”或“不变”），水的沸点降低（选填：“升高”、“降低”或“不变”），冷水居然剧烈地沸腾起来；由此小组同学得出了结论：在不加热的情况下，水能沸腾．

Answer 1

分析 （1）探究水沸腾实验时，安装实验装时，从下到上依次安装各装置；
（2）使用温度计测量液体温度，读数时视线应该与温度计液柱最高处相平；
（3）根据题意“并从90℃开始每隔1min记录一次水温”可知图象中图线a、b的起点的纵坐标；液体沸腾时，液体不断吸收热量，温度保持不变．这个不变的温度是液体的沸点．一个标准大气压下，水的沸点是100℃，如果大气压变小，沸点就会小于100℃．如果大气压变大，沸点就会大于100℃．
（4）要掌握影响加热时间的因素：水的量的多少、水的初温、酒精灯的火焰大小．
（5）用抽气机抽去容器的空气，气压减小，沸点降低，并且水降低温度时放出热量，容器中的水利用这些热量完成沸腾．
容器内气压不断降低，水的沸点不断降低，水不停的沸腾，到达水的凝固点，再放出热量，水凝固成冰．

解答 解：（1）安装该实验装置时，应该先固定图甲中B铁圈，它是用来固定烧杯的，而A是用来固定温度计的，所以需要先固定B；
（2）读数时，视线应与液体上表面相平；
（3）因为是从80℃开始每隔1min记录一次水温，所以图象中图线a、b的起点的纵坐标应该为80℃，
水的沸点为95℃，低于一个标准大气压下的100℃，说明此时大气压小于一个标准大气压；
（4）水的加热时间少，可能是水的质量较少，或水的初温较高，或酒精灯的火焰较大，相同时间内产生的热量较多；所以导致甲、乙两组同学加热时间不同的原因可能是，所用水的质量不同或所用加热器不同（如酒精灯的火焰大小不同等）；
（5）抽气机抽气时，玻璃罩内的气压减小，水的沸点降低，水降低温度时放出的热量，正好用来沸腾，所以水不加热时，水也能沸腾．
故答案为：（1）B；（2）视线未与温度计中液柱的上表面相平；（3）80℃；小于；（4）水的质量不同；（5）减小；降低．

点评 此题是观察水的沸腾实验，考查了对沸腾图象的分析和沸点的概念，并且考查了水的沸点与大气压之间的关系以及影响水的沸腾时间的因素，这些都是在实际实验中出现的问题．
不断从容器内抽气，容器内气压不断降低，水的沸点不断降低，水不断放出热量，水不断从自身吸收热量，不断沸腾，水的温度降低到凝固点一下，水凝固成冰，水不断从自身吸收热量，不断沸腾，这个问题学生不容易理解．